| 题名 | 基于CVGM理论的钢框架梁柱焊接节点的疲劳断裂性能研究 |
| 作者 | 任晓芸 |
| 答辩日期 | 2018 |
| 导师 | 孙玉萍 ; 李万润 |
| 关键词 | 钢框架梁柱节点 CVGM模型 断裂指数 断裂需求 断裂能力 |
| 学位名称 | 硕士 |
| 英文摘要 | 钢框架梁柱节点在罕遇或极罕遇地震作用下由于地震幅循环次数少而容易发生超低周疲劳断裂。对于钢结构疲劳研究方法而言,传统断裂力学的疲劳断裂损伤模型（应力强度因子K、裂纹尖端张开位移CTOD和J积分）都可以用来预测初始裂纹尖端存在高应变约束且有限的塑性损伤断裂问题,然而基于传统断裂力学的疲劳模型是以有初始裂纹为前提条件的,对于裂纹起裂和扩展这两阶段来说,传统断裂力学方法中没有考虑到应力三轴度的影响,不能精确反映实际构件或实际结构的真实疲劳状态,且超低周疲劳破坏伴随有大范围的屈服,所以传统断裂力学方法不适用于解决超低周疲劳问题。而空穴循环增长模型（CVGM,细微观力学的空穴形核、扩张和聚核）可以用来预测循环荷载作用下的构件或结构的初始裂纹以及裂纹扩展。而对于钢结构梁柱焊接节点的超低周疲劳断裂行为,也可以利用CVGM断裂理论进行梁柱焊接节点的疲劳评估与寿命预测。首先,利用CVGM理论分析超低周疲劳机理并讨论影响CVGM模型的参数。在此基础上,建立梁柱焊接节点有限元模型,其次,基于模拟结果编写CVGM理论的FORTRAN计算程序,计算了其在恒幅与变幅荷载作用下的断裂指数FIcyclic,进而评估不同加载机制下焊接梁柱节点的超低周疲劳特性,分析结果表明,负载下梁柱焊接节点的焊趾与工艺孔处应力高度集中,最先起裂,随着加载机制的位移幅增大,FIcyclic逐渐增大,疲劳寿命降低愈少。结合CVGM理论为了对比不同截面尺寸对超低周疲劳的影响,将建模方式和梁柱截面尺寸做了相应的调整,不同单元与同一单元的梁柱节点模拟结果对比发现,同一单元的梁柱节点显示有明显的断裂行为,断裂指数FIcyclic、断裂需求VGDcyclic、断裂能力ηcyclic等断裂参数值较大;保持柱子（梁）截面尺寸不变,将梁（柱子）的截面尺寸变大或者变小,来对比分析各项断裂指数,发现梁截面尺寸的变化会导致断裂位置发生变换,而改变柱子截面尺寸,则不会影响发生断裂的位置。建立钢框架模型,经过FORTRAN程序计算后,发现了梁柱节点部位在焊缝处会发生断裂,且通过对比分析各断裂参数表明,越早起裂的点最终的断裂指数值和断裂需求值是最大的,通过此验证了CVGM模型在地震中断裂预测的有效性,也为地震作用下的钢结构或构件的超低周疲劳断裂预测提供依据。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 71 |
| URL标识 | 查看原文 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.lut.edu.cn/handle/2XXMBERH/93880]  |
| 专题 | 兰州理工大学 |
| 作者单位 | 兰州理工大学 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 任晓芸. 基于CVGM理论的钢框架梁柱焊接节点的疲劳断裂性能研究[D]. 2018. |
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